一种3D打印立方晶格点阵结构制造技术

本实用新型专利技术公开了一种3D打印立方晶格点阵结构，包括晶格单元；晶格单元设置于一虚拟立方体中，由若干个晶格梁组成；晶格单元包括两个前后相对布置的第一节点、两个左右相对布置的第二节点、设置于第一节点下方的第三节点；虚拟立方体的顶面上具有两个左右相对设置的第一棱边；第二节点与两个第一节点之间以及第二节点与对应侧的所述第一棱边上的两个顶点之间通过晶格梁连接；第三节点与两个第二节点之间，以及第三节点与所述虚拟立方体的底面上的四个顶点之间通过所述晶格梁连接。该点阵结构具有弹性高、恢复形变速度快、能量回馈率高等优点，可实现减震、透气、轻量化等不同功能，具有良好力学稳定性和美观性。具有良好力学稳定性和美观性。具有良好力学稳定性和美观性。

【技术实现步骤摘要】
一种3D打印立方晶格点阵结构


[0001]本技术涉及点阵结构
，特别是涉及一种3D打印立方晶格点阵结构。

技术介绍

[0002]3D打印是一种快速成型的技术，它是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或树脂等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。通过3D打印的先进生产方法实现了使用复杂点阵结构制备各种零部件、各种产品的可能，不同的点阵结构可以通过重复、组合、拼接等形式融入设计中，实现不同的功能和外观。点阵结构在微观和宏观上构可以千差万别，不同的点阵结构以及使用不同的材料打印出来的点阵结构会体现出完全不同的力学性能，因此如何通过点阵的形状、尺寸、层级结构、材料组成设计3D打印产品，最大限度提升产品性能是个非常重要的技术问题。
[0003]晶体内部的原子是按一定的几何规律排列的。为了便于理解，把原子看成是一个球体，则晶体就是由这些小球有规律堆积而成的物质。为了形象地表示晶体中原子排列的规律，可以将原子简化成一个点，用假想的线将这些点连接起来，构成有明显规律性的空间格架。这种表示原子在晶体中排列规律的空间格架叫做晶格。
[0004]晶体学点阵是体现晶体结构内离子、原子、分子等在三维空间分布上公有周期性的几何图形。将反映晶体结构三维周期性的三个互不共面的基向量与整数m、n、p线性组合所得平移向量群(m,n，p＝0，
±
1，
±2…
)中所有向量逐个作用于点阵点原点，即可导出一个由诸向量终点所构成的三维空间点阵。点阵及与之对应的平移群分别是反映晶体结构周期性的几何形式与代数形式。若以基向量对应的线段将相邻点阵点连接起来，则导出与晶体结构相对应的晶格。
[0005]现有的单一点阵结构如金字塔结构、四面体结构等组成的制成支撑结构在减震效果、结构稳定性，以及支撑能力上均有不足。

技术实现思路

[0006]针对上述存在的技术问题，本技术的目的是：提出了一种3D打印立方晶格点阵结构，该点阵结构具有弹性高、恢复形变速度快、能量回馈率高等优点，可实现减震、透气、轻量化等不同功能，具有良好力学稳定性和美观性。
[0007]本技术的技术解决方案是这样实现的：一种3D打印立方晶格点阵结构，包括晶格单元；
[0008]所述晶格单元设置于一虚拟立方体中，由若干个晶格梁组成；所述晶格单元包括两个前后相对布置的第一节点、两个左右相对布置的第二节点、设置于第一节点下方的第三节点；
[0009]所述虚拟立方体的顶面上具有两个左右相对设置的第一棱边；
[0010]所述第二节点与两个第一节点之间以及所述第二节点与对应侧的所述第一棱边上的两个顶点之间通过所述晶格梁连接；
[0011]所述第三节点与两个第二节点之间，以及所述第三节点与所述虚拟立方体的底面上的四个顶点之间通过所述晶格梁连接。
[0012]进一步的，两个所述第一节点位于虚拟立方体的前后侧面的面心上。
[0013]进一步的，所述第一节点和第一侧的第二节点之间、第一节点和第二侧的第二节点之间、第一节点和第三节点之间在虚拟立方体的前后侧面上形成投影线；相邻两个所述投影线之间的夹角为120
°
。
[0014]进一步的，若干个所述晶格单元沿竖直方向连接，形成所述点阵结构；两组所述点阵结构相互叠合形成叠合状态；在所述叠合状态，在同一虚拟立方体中，第一组所述点阵结构的晶格单元的第三节点和第二组所述点阵结构的晶格单元的第三节点之间形成间距。
[0015]进一步的，在所述叠合状态，在同一虚拟立方体中，两组所述立方晶格点阵结构中，一者的晶格点阵结构的第三节点与虚拟立方体的中心重合以及两个第二节点位于对应侧的第一棱边上。
[0016]进一步的，所述晶格梁的外径为1mm
‑
3mm。
[0017]由于上述技术方案的运用，本技术与现有技术相比具有下列优点：
[0018]1、本技术的点阵结构可以通过3D打印堆积后形成，再切割成需要的形状。具有弹性高、恢复形变速度快、能量回馈率高等优点，其良好的弹性和恢复形变的速度弥补了压力造成的时间损失，可实现减震、透气、轻量化等不同功能，具有良好力学稳定性和美观性
[0019]2、本技术的点阵结构可以通过多组相互叠合的方式进行应用，有效适用于鞋底、坐垫、头盔等需要有较高减震透气效果产品上，也可以和其他点阵单元结构进行组合拼接实现不同区域不同功能。
附图说明
[0020]下面结合附图对本技术技术方案作进一步说明：
[0021]图1为本技术的晶格单元的三维结构示意图；
[0022]图2为本技术的两组点阵结构在叠合状态下的三维结构示意图；
[0023]图3为本技术的晶格单元在虚拟立方体的前后侧面上的投影视图；
[0024]其中：1、第一节点；2、第二节点；3、第三节点；4、第一棱边；5、虚拟立方体；6、投影线；7、晶格梁。
具体实施方式
[0025]下面结合附图对本技术的较佳实施例进行详细阐述，以使本技术的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本技术的保护范围做出更为清楚明确的界定。
[0026]如图1
‑
3所示为本实施例所述的一种3D打印立方晶格点阵结构，其由晶格单元通过3D打印的方式的堆积后而成，在切割成需要的形状。
[0027]该晶格单元布置于一虚拟立方体5中，由若干个晶格梁7组成。晶格梁7的横截面为圆形，其外径可以选择在1mm
‑
3mm之间。该晶格梁7的打印材料为液态光敏树脂。该晶格单元包括两个前后相对布置的第一节点1、两个左右相对布置的第二节点2、形成于第一节点1下
方的第三节点3。本实施例中，两个第一节点1和两个第二节点相对虚拟立方体5的中心对称布置。其中一个第一节点1位于虚拟立方体5的前侧面的面心上，另外一个第一节点1位于虚拟立方体5的后侧面的面心上。本实施例虚拟立方体5的顶面上具有两个左右相对布置的第一棱边4。每个第二节点2与两个第一节点1之间以及每个第二节点2与对应侧的所述第一棱边4上的两个顶点之间通过前述的晶格梁7连接。第三节点3与两个第二节点2之间，以及第三节点3与虚拟立方体5的底面上的四个顶点之间通过该晶格梁7连接。通过上述的布置方式，以形成如图1所示的晶格单元结构。
[0028]本实施例中，在具体结构设计时，第三节点3与虚拟立方体5的中心位于同一竖直中心线上，第三节点3位于虚拟立方体5的中心的下方，两者之间形成间距。第一节点1和第一侧(左侧)的第二节点2之间、第一节点1和第二侧(右侧)的第二节点2之间、第一节点1和第三节点3之间在虚拟立方体5的前后侧面(前侧面和/或后侧面)上形成投影线6。上述三个投影线中，相邻两个投影线6之间的夹角为120
°
。
[0029]本实施例中，若干个晶格单元沿竖直方向首尾连接，形成该点阵结构。在连接时，至少虚拟立方体5的顶面上的四个顶点本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种3D打印立方晶格点阵结构，包括晶格单元；其特征在于：所述晶格单元设置于一虚拟立方体中，由若干个晶格梁组成；所述晶格单元包括两个前后相对布置的第一节点、两个左右相对布置的第二节点、设置于第一节点下方的第三节点；所述虚拟立方体的顶面上具有两个左右相对设置的第一棱边；所述第二节点与两个第一节点之间以及所述第二节点与对应侧的所述第一棱边上的两个顶点之间通过所述晶格梁连接；所述第三节点与两个第二节点之间以及所述第三节点与所述虚拟立方体的底面上的四个顶点之间通过所述晶格梁连接。2.根据权利要求1所述的一种3D打印立方晶格点阵结构，其特征在于：两个所述第一节点位于虚拟立方体的前后侧面的面心上。3.根据权利要求1所述的一种3D打印立方晶格点阵结构，其特征在于：所述第一节点和第一侧的第二节点之间、第一节点和第二侧的第二节点之间、第一节点和第三节点之间...

【专利技术属性】
技术研发人员：许方雷，张淑琴，
申请(专利权)人：北京斯克莱特科技有限公司，
类型：新型
国别省市：